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德国2019年污水处理情况介绍

北极星水处理网  来源:城建水业    2020/12/23 9:02:24  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:污水处理厂 污水净化 德国

北极星水处理网讯:德国水协DWA的专业刊物《Korrespondenz Abwasser·Abfall》(污水与垃圾)2020年第11期刊载了由德国水协DWA的“污水处理厂BIZ-1.1—污水处理厂协调组”撰写的文章:《32.Leistungsvergleichkommunaler Kläranlagen》(第32次污水处理厂效果比较),现摘录部分数据,供学习、讨论、参考。

2019年德国水协(DWA)组织了第32次德国城镇污水处理厂成效调查,本次调查内容包括:污水净化效果、电耗以及污泥产量等情况,并与奥地利相应情况进行了对比。

1 污水处理厂概况

2019年德国拥有城镇污水处理厂9105座,总规模为1.518亿当量人口,接近德国实际人口(8200万)的2倍。2019年调查了其中的5310座,调查总规模为1.324亿当量人口,占总规模的87.2%。所调查厂的规模分布情况详见表1。

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德国污水处理厂以中小型污水处理厂居多,5000当量人口规模(约1000m³/d水量规模)以下的厂数量占53.3%,但是服务的人口仅占总人口的4.8%;相对100000当量人口以上规模的污水处理厂数量仅为总数量的4%,但是服务的总人口要占调查厂总人口的53%。德国这种污水处理厂布局与德国城市化水平高、小城镇多和城市城市化水平高的特点有密切关系。

2 污水净化情况

与先前调查相比,污染物净化效果没有太大变化,但是营养物,特别是磷的去除效果略有提高。各地区相比较,德国北部、东北部州的氮和磷的去除率较高,这与这些州进水中营养物的浓度较高和是分流制地区有关,详细调查结果详见表2。

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3 处理厂能耗情况

较2017年德国污水处理厂能耗有小幅度上升,各州单位人口耗电量差距不大。德国污水处理厂沼气发电量占耗电量的50%以上,特别是规模较大污水处理厂数量较多的污水处理厂。黑森、莱·法尔茨、萨尔州多数为规模较小的污水处理厂,则发电量也较小。

4 污泥产量情况

德国污泥产量情况详见表3,规模大于5000人口的污水处理厂,污泥产量十分接近。但是规模小于5000人口的厂,污泥产量波动较大,这与这些厂多采用移动式脱水机有关。

德国《污泥生物稳定化导则》(DWA-M368)中规定:采用好氧生物稳定的,污泥产量为18 kg(干物质)/人·年;采用厌氧消化稳定的,污泥产量为15 kg(干物质)/人·年。若按照人均产泥量15 kg/人·年计算,德国平均产量为处理万立方米污水的产泥量约为2000 kg(干基),相当于10 m³(含水率按照80%计)。

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5 几点体会

①德国污水管道质量令人赞叹。德国年2019年人均污水处理量为82m³(折算225 L/人·d)。分流制地区的德国北部和东北部明显较低,仅134、110L/人·d,与人均污水产生量相差无几。相对合流制地区,人均处理污水量也未超过277 L/人·d,其除了雨天雨水外,还有普遍实施雨水截流池的缘故,故人均污水处理量就比较高。这也说明德国污水管道、合流制管道质量令人赞叹。

②德国污水处理厂规模衡量科学。德国污水处理厂规模是按照服务人口(当量人口)来衡量的,其有效解决了排水体制不同,处理水量不同,但是(当量)人口污染负荷相同的问题。其单位耗电量、单位污泥产量等都是按照单位人口来衡量和比较的,实现了可比性。

③德国节水工作扎实有效。需要特别说明的是:德国人均污水处理量和人均污水产生量是两个不同概念,前者是将污水处理厂年均污水处理量按照实际服务的人口折算的,其与包括雨水在内的外来水量。后者是类似于我们的人均综合生活污水量,包括商业、小型工业等(表中斜体字数据来自(德国排水管网和雨水处理水平)。从德国人均污水产生量看,我国相关标准规定的人均综合生活污水量标准太高,节水才是最有效的治污措施。

④德国污水处理厂进水浓度因排水体制差异很大。德国以分流制为主的北部和东北部地区的污水处理厂污染物进水浓度几乎比合流制为主的地区高1倍,东北部进水COD浓度超过1000mg/L,这与分流制地区的人均处理水量值几乎是合流制为主地区的一半是相吻合的。我国只有低地下水位地区和排水管网较好的城市,其进水浓度基本上与德国合流制地区接近。高进水浓度与节水工作成效直接相关,也与德国有效杜绝地下水等外水入渗工作的成效密切相关。

⑤德国污染排放当量规定精准。非常有趣的是,按照实际处理水量和进水污染物浓度计算的进水污染物当量,除总磷外,其余污染物与德国标准规定的当量人口产污量是一致的,分别是COD:120 g/人·d,总氮:11 g/人·d。实际总磷当量值低于标准值2.5 g/人·d,这是因为德国持续不断推行无磷洗涤剂的缘故。调查缺少BOD5的数据,这与德国从2000年开始鼓励采用COD进行设计计算和考核有密切的关系。

⑥德国污水处理厂重视生物质能的利用。德国污水处理厂单位人口耗电量为32.6kwh,折算处理单方污水0.42kwh。有厌氧消化处理的污水处理厂普遍回收生物质能,这些厂生物质能甚至可以满足本厂能源消化的50%。

6 反思

①应合理确定我国地下水入渗量指标。我国现行规范规定地下水入渗量按照污水量的10%计,这种相对数值的要求是否科学值得商榷。德国认为地下水入渗量小于污水量的20%,则认为该区域地下水入渗是可以接受的。德国单位面积的污水排水强度远低于我们的城市,我们即便是10%,其实际入渗量也远高于德国。而且这种调查要在“夜深人静”的时候进行,我们城市没有“夜深人静”,实际检测极其困难,加之还有河水倒灌、施工降水。污水管道地下水入渗检测是在排水管道上分段检测的,所以衡量污水管道的外水量用单位时间、单位管长衡量就比较科学。德国水协(DWA)有资料介绍:德国污水处理厂每年处理近100亿立方米m³污水;其中: 52亿m³为“纯”污水、21亿m³为外来水、27亿m³为雨水(如合流制缘故等)。德国污水管道总长21.5万km,合流制管道总长24.7万km,两者合计为46.2万km,折算单位污水管长(含合流管)地下水入渗量为12.4 m³/km·d。调查资料显示,我国污水管道地下水入渗量为均在150 m³/km·d,甚至高于250m³/km·d,我们实际地下水入渗量是德国的10倍以上。

②应扎实推进污水管道系统“清污分流”工作。现在150 m³/km·d看来的确太大了,“清污不分”是影响我国城镇污水处理厂进水浓度低下的重要因素,把“外水赶出去”对提高污水处理厂进水浓度,提高污水处理厂污染物削减效益有重要意义。所以“赶外水”、“清污分流”工作是污水处理提质增效的重要工作。

③应高度重视污泥生物质能源的利用。2017年调查还对沼气产量、沼气发电量及发电效率进行了调查,详见表4。按照平均23 L/人·d 计,德国城镇污水处理厂每天的沼气产量为240万m³。很多厂生物质能源可以满足能源消耗的50%,而且是绿色能源。可惜了。我们众多的污水处理厂失去了多少的生物质能?

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④应合理确定污水处理厂处理能力。德国污水处理厂规模是按照人口(当量人口)确定的,但是无论是合流制污水处理厂,还是分流制污水处理厂,其生物处理段规模均是按照2倍的旱天污水量来确定其水量处理能力的。这样设计的目的是应对系统外来水的,德国积极采取措施,治理外来水进入系统,故污水处理厂没有满负荷的,这也才有了处理截流雨水的能力。从表1可以清晰地看出,德国分流制地区处理水量就是污水产生量,几乎没有外来水。德国合流制污水处理厂在生物设施前,初次沉淀池后在雨天是允许溢流的。为了减少合流制雨天溢流,德国普遍采用带有沉淀功能的雨水溢流池和截流池(截流水送到污水处理厂),且分流制地区也在推进雨水截流池。我国分流制地区普遍存在雨水与污水互相混接的问题,旱天雨水排水口又不允许排放,所以分流制雨水末端截流就成了普遍采用的措施。由于合流管、雨水管地下水入渗实际上比污水管更加严重,再加上水体水倒灌,合流制截流和分流制这种截流,导致污水处理厂低浓度、大水量,甚至冒溢。一味地扩建污水处理厂解决溢流不是好办法,也无法解决雨天雨水问题。最根本的办法还是在源头,有效削减径流雨水和进行雨污混接改造。只有在解决好源头问题,污水处理厂又有一定的雨天应对能力,末端污水截流和雨天溢流治理才会有效。

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